Bedingung am Baum

Conditions in the tree

Mathematik Klasse 11 31 Aufgaben
WahrscheinlichkeitBedingte WahrscheinlichkeitBaumdiagramme

Ein Ast der zweiten Stufe ist eine bedingte Wahrscheinlichkeit: Er gilt nur unter der Bedingung seines Knotens, denn die Bedingung schrumpft den Grundraum auf die Fälle dieses Knotens. Die Pfadregel liefert den Schnitt, P(A ∩ B) = P(A) · P_A(B), und umgestellt die Formel P_A(B) = P(A ∩ B) : P(A). Räumt aus, Ast und Pfad zu verwechseln, gleiche Zahlen an allen Ästen zu erwarten oder durch die falsche Wahrscheinlichkeit zu teilen. Bereitet die Vierfeldertafel, den Umkehrfehler beim Test und die Unabhängigkeit vor.

Ein Ast, der nur nach A gilt

Vor der Klausur bietet die Lehrerin eine freiwillige Vorbereitungsstunde an. Mit war eine zufällige Person dabei. Wer dabei war, besteht mit 0,9 die Klausur (B), wer fehlte, nur mit 0,2. Im Baum tragen die beiden B-Äste der zweiten Stufe also verschiedene Zahlen, und jede gilt nur, wenn man den Knoten schon kennt.

Solche Zahlen heißen bedingte Wahrscheinlichkeiten. lesen wir „Wahrscheinlichkeit von B unter der Bedingung A“: Die Bedingung schrumpft den Grundraum auf die Personen aus A, gefragt ist der Anteil von B darin. Am unteren Knoten gilt – dort ist der Grundraum ein anderer. Die beiden Äste eines Knotens ergeben zusammen 1, also .

Baumdiagramm, 2 Stufen, 4 Pfade: A (0,4) → [B (0,9), B̄ (0,1)], Ā (0,6) → [B (0,2), B̄ (0,8)]Vorbereitung Klausur 0,4 0,6 0,9 0,1 0,2 0,8 Start A B B̄ Ā B B̄
Die Zahlen an den Ästen der zweiten Stufe sind bedingt: A = war bei der Vorbereitung, B = besteht die Klausur.

Pfad und Anteil

Wie viele aller Personen waren dabei und bestehen? Erst 0,4 waren dabei, davon 0,9: . Das ist die Pfadregel, der Pfad zeigt den Schnitt. Stellt man um, entsteht die Formel

Der Nenner ist immer die Bedingung.

Das Quadrat sind alle Fälle. Verschiebe P(A) und P_A(B): Welchen Anteil des ganzen Quadrats füllt das violette Rechteck?
Leicht
Multiple Choice #1 30s ▶ Testen

In einer Klasse mit 30 Personen sind 12 Mädchen. Welche der drei Angaben ist eine bedingte Wahrscheinlichkeit?

  • ● Von den Mädchen der Klasse tragen 25 % eine Brille.
  • ○ In der Klasse tragen 40 % eine Brille.
  • ○ In der Klasse sind 10 % Mädchen mit Brille.
Nur „Von den Mädchen …“ schränkt den Grundraum auf die 12 Mädchen ein: 3 von 12 = 25 %. Die 40 % (12 von 30) gelten für die ganze Klasse, die 10 % (3 von 30) sind der Anteil der Mädchen mit Brille an allen.
Wahr / Falsch #2 20s ▶ Testen

Unter den 40 Kindern mit Handy haben 10 auch ein Tablet. Der Anteil 10 von 40 ist eine bedingte Wahrscheinlichkeit.

✓ Wahr
Der Grundraum sind nur die 40 Kinder mit Handy („Unter den …“), gefragt ist der Anteil des Tablets darin: 10/40 = 0,25. Das ist P_Handy(Tablet).
Multiple Choice #3 25s ▶ Testen

Was gibt die 0,6 am Ast von R nach Z an?

  • ● P_R(Z)
  • ○ P(R ∩ Z)
  • ○ P(Z)
Die 0,6 hängt am Knoten R und gilt nur, wenn es regnet: P_R(Z). Die Wahrscheinlichkeit des ganzen Pfades wäre P(R ∩ Z) = 0,3 · 0,6 = 0,18.
Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

Welche dieser Summen ergibt in jedem Baum 1?

  • ● P_R(Z) + P_R(Z̄)
  • ○ P_R(Z) + P_R̄(Z)
  • ○ P_R(Z) + P_R̄(Z̄)
Nur die zwei Äste eines Knotens teilen denselben Grundraum und ergeben 1: P_R(Z) + P_R(Z̄) = 1. Bei den anderen beiden Summen stehen die Äste an verschiedenen Knoten (Bedingung R und R̄).
Multiple Choice #5 30s ▶ Testen

Welche Rechnung liefert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind mit dem Bus fährt und zu spät kommt, P(B ∩ S)?

  • ● 0,6 · 0,05
  • ○ 0,05
  • ○ 0,4 · 0,05
Entlang des Pfades B, dann S wird multipliziert: P(B ∩ S) = 0,6 · 0,05 = 0,03. Die 0,05 allein ist P_B(S); 0,4 · 0,05 verwendet die falsche erste Stufe (B̄ statt B).
Wahr / Falsch #6 20s ▶ Testen

Der Ast von R nach Z trägt die Zahl 0,6. Also ist die Wahrscheinlichkeit für „Regen und Bus zu spät“ gleich 0,6.

✓ Falsch
Die 0,6 ist nur der Anteil innerhalb von R. Der Pfad hat P(R ∩ Z) = 0,3 · 0,6 = 0,18.
Multiple Choice #7 25s ▶ Testen

Im Quadrat steht die Gesamtfläche für alle Fälle. Welche Fläche gehört zu P(A ∩ B)?

  • ● das violette Rechteck links unten
  • ○ die ganze Spalte A links
  • ○ das blaue Rechteck rechts unten
P(A ∩ B) sind die Fälle, in denen A und B eintreten: in der Spalte A der Teil B, das violette Rechteck. Die ganze Spalte A ist P(A), das blaue Rechteck ist Ā ∩ B.
Multiple Choice #8 25s ▶ Testen

Es gilt P(A) = 0,5 und P(A ∩ B) = 0,2. Welcher Wert ist P_A(B)?

  • ● 0,4
  • ○ 0,2
  • ○ 0,1
P_A(B) = P(A ∩ B) : P(A) = 0,2 : 0,5 = 0,4. 0,2 ist der Schnitt selbst, 0,1 entsteht durch Multiplizieren statt Dividieren.
Wahr / Falsch #9 20s ▶ Testen

Es gilt P(A) = 0,6, P(B) = 0,3 und P(A ∩ B) = 0,12. Dann ist P_A(B) = 0,12 : 0,3 = 0,4.

✓ Falsch
Bei P_A(B) bestimmt die Bedingung A den Nenner: 0,12 : 0,6 = 0,2. Durch P(B) zu teilen, ergibt P_B(A) = 0,4 – eine andere Zahl.
Wahr / Falsch #10 25s ▶ Testen

In einer Schule mit 200 Kindern fahren 80 mit dem Rad (R). Von diesen 80 wohnen 60 im Dorf (D). Von den 120 anderen wohnen 30 im Dorf. Ist P_R(D) gleich P_D(R)?

✓ Nein
Wahr / Falsch #11 25s ▶ Testen

In einem Verein mit 150 Mitgliedern spielen 50 Tennis (T). Von diesen 50 sind 20 Kinder (K). Von den 100 anderen sind 40 Kinder. Ist P_T(K) gleich P_K(T)?

✓ Nein
Multiple Choice #12 25s ▶ Testen

„Von den Mädchen trägt jedes dritte eine Brille." Welche Wahrscheinlichkeit ist 1/3? (M: Mädchen, B: Brille)

  • ● P_M(B)
  • ○ P_B(M)
  • ○ P(M ∩ B)
Multiple Choice #13 25s ▶ Testen

„Von den Hundebesitzern geht jeder zweite joggen." Welche Wahrscheinlichkeit ist 1/2? (H: Hund, J: joggt)

  • ○ P_J(H)
  • ○ P(H ∩ J)
  • ● P_H(J)
Mittel
Lückentext #1 20s ▶ Testen

„Radfahren unter der Bedingung, in der Stadt zu wohnen“ schreibt man P_ ___ (R). Dabei ist R = fährt Rad und S = wohnt in der Stadt.

✓ Antwort: S
Die Bedingung steht als Index unten: P_S(R), gelesen „P von R unter S“.
Zahleneingabe #2 20s ▶ Testen

Ein Knoten hat den Ast B mit P_A(B) = 0,35. Wie groß ist die Zahl am anderen Ast desselben Knotens, P_A(B̄)?

✓ Antwort: 0.65
Die zwei Äste eines Knotens ergeben zusammen 1: 1 − 0,35 = 0,65.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Es gilt P(A) = 0,5 und P_A(B) = 0,2. Wie groß ist P(A ∩ B)?

✓ Antwort: 0.1
P(A ∩ B) = P(A) · P_A(B) = 0,5 · 0,2 = 0,1.
Zahleneingabe #4 30s ▶ Testen

Es gilt P(A) = 0,25 und P(A ∩ B) = 0,15. Berechne P_A(B).

✓ Antwort: 0.6
P_A(B) = 0,15 : 0,25 = 0,6.
Zahleneingabe #5 40s ▶ Testen

Baumdiagramm: P(A) = 0,5 und auf dem Ast danach P_A(B) = 0,6. Wie viel Prozent hat der Pfad A und B?

✓ Antwort: 30
Bruch eingeben #6 50s ▶ Testen

In einer Schule mit 200 Kindern fahren 80 mit dem Rad (R). Von diesen 80 wohnen 60 im Dorf (D). Von den 120 anderen wohnen 30 im Dorf. Wie groß ist P_R(D)?

✓ Antwort: 60/80
Bruch eingeben #7 50s ▶ Testen

In einem Verein mit 150 Mitgliedern spielen 50 Tennis (T). Von diesen 50 sind 20 Kinder (K). Von den 100 anderen sind 40 Kinder. Wie groß ist P_T(K)?

✓ Antwort: 20/50
Bruch eingeben #8 50s ▶ Testen

In einer Schule mit 200 Kindern fahren 80 mit dem Rad (R). Von diesen 80 wohnen 60 im Dorf (D). Von den 120 anderen wohnen 30 im Dorf. Wie groß ist P_D(R)?

✓ Antwort: 60/90
Bruch eingeben #9 50s ▶ Testen

In einem Verein mit 150 Mitgliedern spielen 50 Tennis (T). Von diesen 50 sind 20 Kinder (K). Von den 100 anderen sind 40 Kinder. Wie groß ist P_K(T)?

✓ Antwort: 20/60
Zahleneingabe #10 40s ▶ Testen

Baumdiagramm: P(A) = 0,4 und P_A(B) = 0,5. Wie viel Prozent ist P(A ∩ B)?

✓ Antwort: 20
Zahleneingabe #11 40s ▶ Testen

Baumdiagramm: P(A) = 0,3 und P_A(B) = 0,6. Wie viel Prozent ist P(A ∩ B)?

✓ Antwort: 18
Zahleneingabe #12 45s ▶ Testen

P(A) = 0,5 und P(A ∩ B) = 0,2. Wie viel Prozent ist P_A(B)?

✓ Antwort: 40
Zahleneingabe #13 45s ▶ Testen

P(A) = 0,8 und P(A ∩ B) = 0,2. Wie viel Prozent ist P_A(B)?

✓ Antwort: 25
Schwer
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Von 240 Schüler:innen einer Schule sind 90 in der Oberstufe. Gefragt ist die Wahrscheinlichkeit „Fahrrad unter der Bedingung Oberstufe“. Aus wie vielen Personen besteht der Grundraum dieser Wahrscheinlichkeit?

✓ Antwort: 90
Die Bedingung „Oberstufe“ schränkt auf die 90 Personen der Oberstufe ein – nicht die 240 der ganzen Schule.
Zahleneingabe #2 25s ▶ Testen

Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind ohne Frühstück (F̄) zu spät kommt (S)?

✓ Antwort: 0.3
Gefragt ist P_F̄(S): der Ast S am Knoten F̄, also 0,3. Die 0,05 am Ast S nach F gehört zu Kindern mit Frühstück.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

In einer Stadt fahren 35 % der Erwachsenen mit dem Rad (R). Von den Radfahrenden tragen 60 % einen Helm (H). Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällig gewählte erwachsene Person Rad fährt und Helm trägt?

✓ Antwort: 0.21
P(R ∩ H) = P(R) · P_R(H) = 0,35 · 0,6 = 0,21. Die 60 % gelten nur unter den Radfahrenden.
Zahleneingabe #4 30s ▶ Testen

An 30 % der Tage regnet es (R). An 24 % der Tage regnet es und es gibt Stau (S). Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit für Stau an einem Regentag, P_R(S)?

✓ Antwort: 0.8
P_R(S) = P(R ∩ S) : P(R) = 0,24 : 0,3 = 0,8. Die 24 % beziehen sich auf alle Tage, nicht nur auf Regentage.
KI-bewertete Rechnung #5 240s ▶ Testen

Eine Firma hat 30 % Notdienst-Aufträge (N). Bei Notdiensten muss in 80 % der Fälle Material nachbestellt werden (M), bei allen anderen Aufträgen in 25 %. Zeichne den Baum mit beiden Stufen, berechne die vier Pfadwahrscheinlichkeiten und damit P(M). Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Baum: N (0,3) mit M (0,8) und M̄ (0,2); N̄ (0,7) mit M (0,25) und M̄ (0,75). Pfade: P(N ∩ M) = 0,3 · 0,8 = 0,24; P(N ∩ M̄) = 0,3 · 0,2 = 0,06; P(N̄ ∩ M) = 0,7 · 0,25 = 0,175; P(N̄ ∩ M̄) = 0,7 · 0,75 = 0,525 (Summe 1). P(M) = 0,24 + 0,175 = 0,415.
Pfad für Pfad multiplizieren (Baum: erst 0,3 · 0,8, …), dann die beiden Pfade mit M addieren: 0,24 + 0,175 = 0,415.